[发明专利]应用于倒车雷达传感器的压电陶瓷材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料压电陶瓷技术领域，特别涉及应用于倒车雷达传感器的压电陶瓷材料及制备方法，，进一步地，涉及应用于制备倒车雷达传感器。

背景技术

压电陶瓷由于它性能参数多样性，振动模式的研究与开发利用以及器件制作技术的进步等因素，促使它在近十年来发展甚为迅速，应用日趋广泛，对整个国民经济的发展有着一定的影响。

当在某些各向异性的多晶陶瓷材料上施加应力时，则陶瓷的某些表面上会出现电荷，内部产生电场，这种效应称为正压电效应；反之，在陶瓷材料上施加电压时，它会产生几何变形，这一效应称为逆压电效应。

压电传感器是由压电芯片、铝外壳、吸声材料及引线组成，性能参数要求很高，对谐振频率、动态电容、动态电阻、灵敏度、余振的温度稳定性有严格的要求。性能参数的优劣，主要取决于压电芯片的品质。这就要求制作芯片的压电陶瓷材料性能指标符合传感器性能指标的要求。

传感器芯片尤其对相对带宽△f/fr，电容量C，谐振频率fr，灵敏度 Vr的稳定性要求很高，因为它会直接影响余振。

在2011年6月的《压电陶瓷在汽车领域中的应用研究》公开了压电陶瓷在汽车的传感领域中的应用：汽车倒车防撞报警装置由铝合金外壳、压电陶瓷换能器、吸声材料、引线电极所构成。在压电陶瓷上加一电信号，便产生机械振动而发射超声波，当超声波在空气传播途中碰到障碍物立即被反射回来，作用于压电陶瓷时，则会有电信号输出，通过数据处理时间差测距，计算显示车与障碍物的距离及危险相撞时报警，可准确无误地探测汽车尾部及驾车者视角盲区的微小障碍物。

现有的压电陶瓷材料应用在制作汽车倒车雷达传感器的主要缺点是：原有PZT二元系材料虽然常温及正负温性能尚能满足要求，但是温度系数只能达到80ppm，一般情况下，合格率只有60%，不利于提高车用倒车雷达传感器的灵敏度。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种应用于倒车雷达传感器的压电陶瓷材料及制备方法，其可以提高车用倒车雷达传感器的灵敏度。

本发明采用的基本思路是：一种应用于倒车雷达传感器的压电陶瓷材料，其特征在于，按质量百分比计算配方包括：主配方包括（质量百分比）：Pb₃O₄  65%~68%、SrCO₃ 1%~2%、Li₂CO₃ 0.1%~0.2%、Sb₂O₃ 1.5%~2%、TiO₂ 11.5%~12%、ZrO₂ 17.5%~19%，主配方各组分总和100%；以主配方全部组份质量总和为基础，添加镧系稀土氧化物0.7%~1.5%。

所述的镧系稀土氧化物选自氧化钕、氧化镧、氧化镱、氧化铈中的一种或两种以上混合。

所述的压电陶瓷材料应用于制备倒车雷达传感器。

本发明所述的压电陶瓷材料的制备方法具体包括以下步骤：步骤一，按配方称料；步骤二，一次球磨；步骤三，预烧；步骤四，二次球磨。

本发明所述的压电陶瓷材料制备倒车雷达传感器的方法具体包括以下步骤：步骤a，挤压；步骤b，排胶；步骤c，烧结；步骤d，按尺寸磨片；步骤e，印银；步骤f，烧银；步骤g，极化。

本发明具有以下有益效果：

第一，通过添加镧系稀土氧化物，有利于提高压电陶瓷材料的稳定性，使得制成的倒车雷达传感器的性能指标稳定，超过原二元素材料指标，使灵敏度增加，谐振频率变化率减小，电容量变化率减小，余震变化率减小，使得成品合格率显著提高，达到86.5％以上。

第二，有利于提高倒车雷达传感器的灵敏度、稳定电容量，降低余震，提高合格率，降低生产成本。其温度系数小于40ppm，合格率达85%以上，传感器的合格率提高了25%，机电耦合系数K_p=62%，介电常数ε=2200，机械品质因素Q_m=90。

具体实施方式

为了便于对发明的进一步理解，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下实施例中，为了简化描述，将压电陶瓷材料制备方法和利用该压电陶瓷材料制备倒车雷达传感器的方法合并进行了描述，其中，步骤一至步骤四为压电陶瓷的制备方法，步骤a至步骤i为利用该压电陶瓷材料制备倒车雷达传感器压电发电振子的方法。